Компрессор холодильника является центром холодильного цикла. Он работает как насос для контроля циркуляции хладагента и добавляет давление к хладагенту, нагревая его. Компрессор также отводит пар от испарителя, чтобы поддерживать более низкое давление и более низкую температуру перед отправкой его в конденсатор.
Холодильный цикл
Тщательное понимание роли холодильного компрессора не может существовать без обсуждения холодильного цикла, который по существу состоит из превращения жидкости в газ и обратно. (Если вас не интересуют подробности, просто пропустите этот шаг.) Существует пять основных шагов в холодильном контуре: испарение, сжатие, конденсация, получение и расширение. 1) Испарение: жидкий хладагент поступает в испаритель. Он поглощает тепло при испарении, что приводит к охлаждению. Хладагент из испарителя подается в бак в виде слабого или насыщенного перегретого газа. Давление в резервуаре повышается до тех пор, пока оно не станет равным давлению в испарителе. Поток хладагента прекращается, и температура в баке и испарителе повышается до температуры окружающей среды. 2) Сжатие: для поддержания необходимого более низкого давления и более низких температур необходим компрессор для удаления паров. Поскольку холодильный контур замкнут, равновесие сохраняется. Это означает, что если компрессор удаляет пар быстрее, чем он может образоваться, давление будет падать, а вместе с ним и температура в испарителе. Альтернативно, если нагрузка на испаритель возрастает, а хладагент испаряется быстрее, температура и давление в испарителе будут расти. Энергия, которая требуется компрессору, называется входом сжатия и передается пару охлаждения. 3) Конденсация: после выхода из компрессора хладагент перемещается в конденсатор, который отдает тепло, которое передается либо воздуху, либо воде, имеющей более низкую температуру. Количество выделяемого тепла - это тепло, поглощаемое хладагентом в испарителе, плюс тепло, создаваемое компрессией. Побочным продуктом этого является то, что пар превращается в жидкость, которая затем отправляется в приемник. 4) Прием: давление в ресивере выше, чем давление в испарителе из-за сжатия, и, следовательно, должно быть понижено, чтобы соответствовать давлению испарения. Это достигается за счет использования расширительного клапана. 5) Расширение: перед тем, как жидкость попадет в расширительный клапан, температура будет чуть ниже точки кипения. Внезапное снижение давления в расширительном клапане вызывает кипение и испарение жидкости. Это испарение происходит в испарителе, и контур завершен. В работе холодильной установки задействовано много различных температур, но в принципе существует только два давления: давление испарения и давление конденсации.
Типы
Основными типами холодильных компрессоров являются поршневые, винтовые, спиральные и центробежные. Они используются в холодильной технике, тепловых насосах и системах кондиционирования воздуха, таких как пищевая промышленность, катки и арены, а также в фармацевтическом производстве.
Винтовые компрессоры
Ротационные винтовые компрессоры имеют винтовые шпиндели, которые сжимают газ при его поступлении из испарителя. Винтовой компрессор отличается плавной работой и минимальными требованиями к обслуживанию; обычно эти компрессоры требуют только замены масла, масляного фильтра и воздушно-масляного сепаратора. Микропроцессорные контроллеры также доступны для стандартных роторных компрессоров, которые позволяют ротации оставаться загруженной 100% времени. Существует два типа роторных винтовых компрессоров: одинарные и сдвоенные.
Поршневые компрессоры
В поршневом компрессоре используется поршневой механизм разгрузки с подпружиненными штифтами, чтобы поднять пластину всасывающего клапана со своего седла, что позволяет использовать агрегат при любом давлении. Это действие похоже на двигатель внутреннего сгорания в автомобиле. Этот тип компрессора эффективен как при полной, так и при частичной нагрузке. Дополнительные преимущества включают в себя простое управление и возможность управления скоростью с помощью ременных передач. Поршневой компрессор используется в приложениях с малой мощностью.
Спиральные компрессоры
Спиральные компрессоры работают, перемещая один спиральный элемент внутри другой неподвижной спирали, создавая газовые карманы, которые, когда они становятся меньше, увеличивают давление газа. Во время сжатия несколько карманов сжимаются одновременно. Поддерживая равномерное количество сбалансированных газовых карманов на противоположных сторонах, силы сжатия внутри спирального баланса и уменьшают вибрацию внутри компрессора. Этот тип компрессора использует спиральную конструкцию вместо неподвижного цилиндра или поршня или одностороннего компрессионного механизма, что исключает потерю свободного места в камере сжатия и устраняет необходимость снова и снова сжимать газ во время цикла (повторное сжатие). Это уменьшает потребление энергии.
Центробежные Компрессоры
Центробежные компрессоры сжимают газообразный хладагент с помощью центробежной силы, создаваемой роторами, которые вращаются с высокой скоростью. Эта энергия затем отправляется на диффузор, который преобразует ее часть в повышенное давление. Это достигается за счет расширения области объема потока, чтобы замедлить скорость потока рабочей жидкости. Диффузоры могут использовать аэродинамические поверхности, также известные как лопасти, чтобы улучшить это. Центробежные компрессоры подходят для сжатия больших объемов газа до умеренных давлений.
